1、 重介質旋流器和無壓三產品重介質旋流器在選煤工藝中的應用及相關趙賀 石凱杰 趙祥 劉攀 郝海洋 徐聲 太原理工大學陽泉學院及效果的好壞對整個選煤工藝產生較大的影響，甚至決定全廠的經濟效益，同時隨著國家對企業節能減排要求的提高，選煤廠煤泥水處理系統必須實現良性閉路循環。2. 重介質旋流器的基本結構和工作原理重介質旋流器的結構簡單，本身無運轉部件，是最廉價的選煤設備，結構示意圖（如下圖所示）：工作時原煤和懸浮液的混合物，以一定的壓力，由給料管沿切線方向給入旋流器圓筒部分，形成強大的旋流，在重介質旋流器內部強烈的圓周運動下，沿旋流器內壁形成一個向下的外螺旋流，同時在旋流器軸心形成一個向上的內螺旋流，

2、軸心為空氣柱（如圖所示）。物料處在相當于重力加速度的幾十倍的離心力場之中實現按密度分選，高密度物料隨外螺旋流下降至低流口排出，低密度物隨內螺旋流物料經溢流管進入溢流室，從切線方向的溢流口排出，這樣就將請產物精煤與重產物矸石分開。實踐證明，在一般旋流器中C 可達30以上，也可以說離心沉降速度一般為重力沉降速度的30倍以上，由于旋流器的這個特性，必然會加速物料的分選，分級或分離過程，從而提高生產效率。3. 無壓三產品重介質旋流器目前應用無壓三產品重介質旋流器普遍采用磨細的磁鐵礦粉與煤泥水組成的重懸浮液作為介質。在第一段旋流器參數已經確定的條件下，以調節懸浮液密度為主要調節因素。在正常的情況下只要改

3、變入料懸浮液的密度和更換第二段低流口直徑即可達到所需要分選密度的調整范圍（第一段為1.351.65g/cm3，第二段為1.802.20g/cm3），為使無壓三產品重介質旋流器選煤取得最佳分選效果需要考慮以下幾點：（1）循環介質既要保持一定的穩定性，黏度又不能太高，一般認為兩段的有效分選密度差值以0.30.6g/cm3為宜。穩定性差的懸浮液在旋流器內磁鐵礦粉會貼向器壁而不能形成有效分選密度層，往往不出精煤或精煤量很少，絕大部分精煤損失到尾煤中，如果重懸浮液黏度1. 概述隨著社會的發展煤礦生產中采煤化、機械化程度不斷提高，開采深度的加大，使原煤質量逐漸變差，細粒和超細粒煤泥在原煤中所占比例逐漸增大

4、。同時國家對環境保護的要求越來越高，因此煤炭用戶對煤的質量要求越來越高，對洗煤廠的加工要求越來越高。為了滿足社會和用戶的要求，無壓三產品重介質選煤將會逐漸取代傳統的跳汰選煤工藝。磁鐵礦粉是重介質選煤中不可缺少的原料，因此磁鐵礦粉的質量要求與管理控制將對企業的經濟效益起到關鍵的作用。選煤工藝中煤泥水的處理和煤炭的洗選密切相關，煤泥水的處理系統成為全廠最復雜、投資最大的、管理最困難的一部分，而這一部分的完善程度、管理水平顆粒在旋流器中所受的離心力可由下式計算：- 大，導致顆粒沉降阻力加大，也不能實現有效分選。要保持合適的重懸浮液的穩定性，應從兩個方面入手:一是使用磨細的磁鐵礦粉，二是使重懸浮液中有

5、一定量的煤泥。三產品重介質旋流器因二段重懸浮液密度有一段決定，因此磁鐵礦粉的粒度可以稍微粗一些，0. 045mm 級含量占85%以上，重懸浮液中煤泥含量要保持一定的比例，當重懸浮液密度為1.4 g/cm3時，煤泥含量要大一些，一般為50%左右，而高密度重懸浮液如1.8 g /cm3煤泥含量要小一些，為20%左右，因此在使用重介質旋流器選不脫泥原煤時，則應考慮重懸浮液的排泥問題。（2）合理應用三產品重介質旋流器，重要的是入料、介質循環量和介質密度的穩定。因此要配備給料設備和密度自動控制裝置，旋流器的安裝角度一般在10°左右。（3）要根據現場和選煤廠的生產能力合理地選擇無壓三產品重介質旋

6、流器的型號。無壓三產品重介質旋流器一般一段為圓筒形（如圖）重懸浮液由筒底切線壓入，煤由上部中心進入低密度物由底部中心管排出，高密度物由二段旋流旋流器物料靠重懸浮液回轉時在中心形成的真空軸心負壓作用進入的。無壓給料三產品旋流器具有：可以避免入料的過粉碎問題；從分選過程來看，精煤和矸石分選時間長，更容易保證精煤和矸石的質量；比較適宜易碎煤和不脫泥原煤的分選；簡化了工藝流程，減少了廠房和方便了生產管理。但是重介質循環量大，一般為1：51：6，特別是循環加大時，因此介質的管理和煤泥水的處理關系著整個選煤廠的效益。4. 重介質的管理和煤泥水的處理（1）重介質懸浮液中的磁鐵礦粉由磁鐵礦破碎研磨后加工生成的

7、，化學方程式為F e 3O 4其中F e O =31%，Fe 3O 4=69%，相對密度4.95.2g/cm3，硬度5.56。用于旋流器分選的磁鐵礦粉粒度0.045mm 級含量占85%以上，采用重介質旋流器的選煤工藝的選煤廠應設有磁鐵礦粉儲存庫，其有效容量視市場及運輸條件確定，分選噸煤的磁鐵礦粉技術耗量應符合下列規定：0.8kg/t，混煤、末煤2.0kg/t。介耗高低是重介質選煤廠的一項重要技術評價指標，直接影響選煤廠經濟效益。影響介耗高低的主要因素有介質質量、管理損失、技術損失。管理損失比較直觀，主要包括：杜絕計量上的誤差；杜絕儲量損失；嚴防弧形篩，篩子跑粗對磁選機造成堵塞；嚴防大塊煤和雜質

8、進入主介泵造成排料事故及介質流失。重介質系統有壓給料，管道的磨損嚴重，必須對管道進行周期性的更換杜絕跑冒低漏。技術損失主要包括：磁鐵礦粉的添加方式；重介懸浮液的固相體積濃度；弧形篩、脫介篩的脫介效果；磁選機的分選效果；分流的調節。（2）選煤廠中煤泥水要實現煤泥廠內部回收，洗水閉路循環必須具有完善合理的工藝系統，并選用適宜的設備。完善的煤泥水工藝系統有不同情況，就煤泥的精選加工工藝來說必須包括兩大塊：一是精選工藝，二是產品脫水工藝。相應配套設備必須有精選設備（浮選機精選，煤泥螺旋分選機精選等）和脫水設備（精煤加工過濾機或真空過濾機等脫水，尾煤采用壓濾機脫水）。粗細煤泥分別回收工藝也必須包括兩大塊：粗煤泥回收脫水設備（高頻篩、電磁振動篩或者粗煤泥離心機等）和細煤泥回收脫水設備（壓濾機等）。根據不同情況在系統設計時要設計煤泥水系統，同時還要保證系統的合理性即一是系統的效率性，減短固體顆粒在水中浸泡的時間，以減輕物料在加工過程中因多次泥化給后續處理設備帶來的不利影響，二是系統的適應性，一方面對煤泥量和煤泥的沉降特性相適應，另一方面對煤泥水系統在異常情況下造成大量范圍波動的情況相適應。滿足以上條件后，還必須確保設備選型時要結合煤泥